会展场馆高空风管系统安装新工艺

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摘要：近年来随着我国改革开放的飞速发展，在全球经济一体化和信息化的背景下全国各大城市都在新建会展场馆，其内部结构多为大空间、大跨度、高净空设计。作为室内空气调节主要方式的空调及新风系统，其送/回风管道大多设计在高空位置，安装难度和危险性大。本文以厦门国际会展中心四期项目通风与空调工程为例，论述了大型会展场馆高空区域风管系统安装的一种新工艺，其研究成果可为类似工程风管系统安装的应用与研究提供参考。

关键词：会展场馆；空调及新风系统；空气调节；高空；风管系统安装

1大型会展场馆的建筑和空调系统特点

大型会展场馆作为举办大型国内或国际性会议、重大庆祝活动开闭幕式、综合性展览活动等的举办场所，其特点为建筑规模庞大，展示大厅区域多为大空间、大跨度、无柱，高净空设计。大型会展场馆中的空调系统多采用大型组合式空调箱作为末端设备进行集中空气处理，末端设备设置于设备层或专用空调机房内，送/回风管道布置于展厅上空，材质多为镀锌薄钢板并外附橡塑或离心玻璃棉保温，送风口采用电动或手动旋流风口，回风口采用格栅式风口。部分中小型场馆由于挑空区域层高在10m以下，也会采用布袋风管作为空调及新风的输送管道。

2厦门国际会展中心四期项目概况

2.1建筑概况

本案例厦门国际会展中心四期项目作为厦门国际会展中心内一个独立建筑，展馆名为海峡大剧院，其主要功能为举办各大中型庆祝活动开闭幕式、文艺演出、会议等。为单层钢结构会展建筑，占地面积2.2万m2，总建筑面积9.2万m2，其中主建筑4.53万m2，配套设施4.67万m2，地上主体1层（局部2至4层），建筑高度30.2m。

2.2空调及新风系统概况

本项目冷源按照展厅与配套用房分别独立设置空调系统。展厅及前厅采用水冷中央空调系统，设备选用三台3868kW离心式水冷冷水机组+一台960kW螺杆式水冷冷水机组，且根据业主要求，考虑展厅重要性，设置其中一台离心机组作为备用，制冷主机设置于东广场地下室一层制冷机房内。配套用房\服务用房\门厅及变配电室采用变冷媒流量空调系统；电梯机房采用独立分体式空调。展厅及前厅等大空间均采用全空气定风量系统，系统设有回风机。过渡季节采用全新风。

3高空风管系统安装的一般工艺

3.1镀锌薄钢板风管的制作安装

风系统包括空调风系统；送风系统；排风系统；防、排烟系统；除尘系统等，常见的风管材质包括镀锌薄钢板、不锈钢薄板、玻镁复合板、酚醛板、硬聚氯乙烯管、纤维织布等。但目前空调风系统、送风系统、排风系统、防排烟系统其空气输送管道仍以镀锌薄钢板材质为主，其特点是材料产量高、规模化、标准化、采购简单、制作方便、强度高、经济性较好。镀锌薄钢板的加工无论是现场制作还是加工厂预制一般都以节为单位，其中角钢法兰连接形式的风管直管段标准长度为1240mm，共板法兰连接形式的风管直管段标准长度为1160mm，弯头、变径、三通等异形部件根据排单尺寸单独制作加工，节与节之间采用普通橡胶板或闭孔海绵橡胶板密封并用螺栓和法兰夹连接紧密。

3.2高空风管安装常见方式

在通过对国内同类型建筑高空风管安装工艺及工法的研究、学习以及向同行所做同类型项目的观摩和请教中发现目前国内高空风管安装主要方式有以下四种：①液压顶升机安装；②卷扬机整体或分段吊装；③吊篮或登高车安装；④搭设满堂脚手架至安装位置吊装。在上述安装方式中或多或少存在一定的局限性、低效性和不经济性：如液压顶升机一般仅适用于风管安装标高在10米以下；卷扬机整体吊装时对于大截面尺寸风管的吊装效率极低、危险性大，而吊篮、登高车、卷扬机分段吊装又无法做到在高空作业时高效安全的进行风管之间连接，同样危险性也极大，同时目前大型会展场馆结构多以钢结构为主，其结构上不允许有其他设备、物件焊接在其钢结构上；搭设满堂脚手架虽然能满足高空风管系统的安装要求，安全性较高，但经济性较差，其搭设和拆除需要花费大量时间，尤其是在工期紧迫的工程中并不适用，同时满堂脚手架搭设的区域对各专业施工和材料堆放运输也会造成严重影响。

4大型会展场馆高空风管系统安装新工艺

本文提出一种利用架桥机原理制作专用轨道车通过轨道进行高空风管安装的新型工艺。将风管系统的主要作业内容风管和支架分成两个独立的部分，风管支架在土建阶段安装完毕，在利用风管支架敷设轨道，使用专用轨道车进行风管的运输和安装。具体施工工艺如下：

4.1风管支架

风管支架作为风管安装的主要工作内容，也是固定风管的主要形式，其安装质量的好坏直接关系到风管安装的质量。高空风管支架安装虽然可以采用登高车、吊篮进行安装，但安装过程中会出现定位难、定位不准，各路风管系统无法保证同一直线，且由于大截面尺寸风管的支架体积大、重量重，操作空间有限、安装效率低、危险性也极大。因此风管支架必须在土建施工阶段就进行支架底板的预埋或安装支架梁，并在土建施工结束前利用土建单位大型机械和操作面与土建施工同步进行风管支架的安装。这样一方面可以确保后期风管安装位置的准确，另一方面也为后期风管安装节约了大量时间，提高安装效率，降低安装风险。

4.2风管的预加工

4.2.1风管制作方式的选择。目前风管制作大多采用加工厂预制和现场制作两种方式，连接方式主要有共板法兰连接和角钢法兰连接两种形式。一般单体场馆内风管总量在3万m2以下（本项目风管总量约2.1万m2），如采用四线、五线机等设备现场加工制作经济性较差。在综合考虑了经济性和施工进度后本项目采用了加工厂预制L型片状半成品风管和风管法兰框，统一运至现场后组装的方式。展厅高空风管经专业排单后由现场施工员和技术员二次复核，确保加工厂预制的半成品风管与排单图和施工图完全一致。4.2.2风管预加工的内容。所有预制的L型片状半成品风管统一运送至展馆一层地面指定位置处堆放，在地面完成各节风管的合缝、角码、加固、法兰框、打胶等作业，并完成所有主风管管道上下接管的开口作业，再按照排单图、施工图、系统图对拼装完成的各节风管仔细检查，查看各节风管法兰边的平整和水平度、螺栓开孔情况、镀锌层有无损伤、管内加固件是否齐全等。检查无误后进行编号，编号根据系统、位置、类型、形式统一编制，且编号必须唯一，牢固粘贴于风管外侧。本项目中为避免编号脱落后安装错误，在各节风管的内侧和外侧均粘贴了一张。

4.3准备工作

4.3.1风管吊装前准备工作。高空风管吊装的难点是安装位置高、操作空间受限、效率低、危险性大。为确保拼接完成的风管尺寸、节数，特别是变径、三通、四通、弯头等异形部件与排单图、施工图一致，避免吊装后出现差异产生二次吊装影响工期，增加安装成本和风险。因此在吊装前需要将所有拼装完成的风管按照排单图、施工图在地面进行垂直模拟摆放，并进行二次编号校核，确保组成各路风管系统各节风管的尺寸、长度、数量、位置与施工图纸完全一致，避免安装过程中将风管倒运至高空后出现缺节、尺寸错误、数量缺失、组装不上等问题，产生二次加工、倒运、吊装。有条件的可以利用BIM模型进行模拟和复核。4.3.2轨道车的制作和轨道的铺设。由于末端空调机组风量大、静压高，因此风管厚度、截面尺寸、体积相对较大。为提高风管系统的安装效率和安全性，受架桥机的启发，针对高空大截面尺寸风管系统安装制作了一种风管运输专用工具———轨道车。考虑轨道车对镀锌薄钢板风管的承重力和安全性，主体框架采用镀锌角钢制作。在角钢标号的选择上以高空安装区域内最大风管截面尺寸1250×800mm，长度1240mm，厚度1.2mm为依据，根据1.2mm厚镀锌薄钢板密度9.42kg/m2，镀锌层重量80g/m2（双层），L40*4角钢理论重量2.422kg/m，8#镀锌圆钢为理论重量0.395kg/m，M8螺栓理论重量0.03kg/套，计算得出单节风管重量为（1.25+0.8）×2×1.24×9.42+（1.25+0.8）×2×1.24×0.08=48.3kg，法兰边重量为（1.25+0.8）×2×2×2.422=19.86kg，风管内部加固重量为0.395×2×0.395=0.31kg，合计不含螺栓单节风管理论重量为68.47kg。根据轨道车上需承重两节风管计算得出2节含40套M8螺栓风管总重量为138.14kg。经设计部门对轨道车承重量计算，确定采用L40×4#角钢作为轨道车主框架。轨道车的尺寸以本区域内需安装的最大单节风管截面积和长度为依据并在两边留有200-250mm余量，轨道车两边安装1.2m高护栏，底部焊接安装4个脚轮及限位装置。本工程中根据高空安装区域内最大风管截面尺寸1250×800mm，采用L40×4#角钢制作了1800×2000mm的轨道车。由于各项目规模不同，高空风管截面尺寸不会完全一致，而轨道车作为高空风管运输工具，其材料和制作工艺并不复杂，根据各项目实际情况，单独制作，不在重复利用。轨道车模型如图1。轨道：采用8#槽钢并根据轨道车尺寸和定位点水平铺设于风管支架内侧，各槽钢之间采用焊接连接，同时轨道与支架采用焊接方式连接，确保轨道牢固的固定于支架上。轨道的安装必须确保平整度和水平度，以及轨道车脚轮能完全嵌入槽钢内槽，并在整条轨道内运行顺畅，正式运输风管前必须进行轨道车的试运行，往复运行不低于5次。4.3.3其他辅助工具。跳板：由于一方面高空作业操作空间有限，危险性大，另一方面风管的截面尺寸大、体积大，在进行各段风管的连接时，需要3-4人同时进行安装。仅靠利用风管支架和轨道进行各段风管的连接，操作较为不便，危险性也较大，因此需要根据轨道间距制作移动式钢制跳板，跳板必须做防滑处理，且跳板两端需完全卡入轨道凹槽内，固定牢固并安装限位装置，避免工人在跳板上作业时出现因跳板滑动脱落导致的人员、工具、物品等掉落事故。登高车：从安全性和便捷性上考虑，在有条件的情况下可以使用登高车进行辅助配合作业。登高车的选型在满足高程的同时需符合现场实际情况和要求，并安排专业持证操作员和安装人员进行高空作业。

4.4吊装工艺

在上述各项工作准备完毕经总包单位和监理单位验收合格后，确定吊装日期并邀请总包单位和监理单位相关人员到场旁站，开始进行各路风管系统的吊装作业。①风管的倒运：各路空调系统风管从系统末端开始向高空平台倒运，本项目中根据风管编号将风管从南北通道依次倒运至拟安装位置两侧平台，再次复核确认编号和安装顺序一致。②风管的预连接：目前加工厂预加工半成品角钢风管直管段标准长度为1240mm，而风管支架间距在3-4m，因此将单节风管通过轨道车依次运输到位后在拼接时会出现部分风管悬空的现象，增加安装难度，同时也存在一定的安全隐患。因此在通过轨道车运输前需进行预连接，根据编号以2节为1组先行进行连接。注意各单节风管必须分别倒运至高空平台后再按2节一组进行预连接，避免在地面拼接后倒运对风管之间的连接螺栓、法兰夹、勾码等造成损伤，导致空调在正常运行期间逐渐造成风管漏风、异响、连接件脱落等情况，影响空调效果以及形成安全隐患。③将拼接完成的首段2节风管放置于1#轨道车上可靠固定后运输至指定位置并打开限位装置固定牢固。④1#轨道车就位并固定后在轨道车后端搭设钢跳板并可靠固定。⑤将第2段2节拼接完成的风管放置于2#轨道车上可靠固定后运输至1#轨道车尾部钢跳板处并打开限位装置固定牢固。⑥2段风管完全就位后由2-3名工人站在钢跳板、轨道上，1名工人站在登高车上进行2段风管的连接。⑦2段风管连接完成后将1#、2#轨道车抽离并滑动至起点，连接完成的风管放置于风管支架上并安装垫木，调整位置后用紧固件固定牢固。⑧以此类推，依次完成整路风管系统的安装。吊装工艺原理如图2。

4.5其他安装

①风管保温作业在漏风量试验合格后可以由安装人员站在轨道和跳板上进行安装作业。②空调送风口下接管、风阀、风口在地面进行预组装，并进行保温处理，使用登高车与高空主管道连接。安装完成后效果如图3。

5结论与建议

本次利用自制专用轨道车通过敷设轨道运输及安装高空风管及部件的工艺用于并顺利完成了厦门国际会展中心四期项目25.8m处高空风管系统的安装，确保了同年第32届中国电影金鸡奖颁奖典礼如期举办。在整个颁奖典礼过程中空调及新风系统运行正常，展厅内温湿度达到设计要求。此次提出的这种新工艺大大提高了高空风管系统的安装效率，节约了施工单位劳动力消耗，降低了整体项目成本，同时也大大降低了安装过程中的安全风险，对暖通安装企业在未来承接更多此类项目提供了可复制的借鉴经验，也对提升企业在同类项目中的竞争力和获取更大的经济效益起到了重要作用。

参考文献：

[1]李卫国.高空钢结构风管安装施工工艺[C].2012.7.

[2]GB/T50243-2016，通风与空调工程施工质量验收规范[P].

[3]GB50738-2011，通风与空调工程施工规范[P].

作者:王亚京 单位:上海亚环建设工程发展有限公司